4.2 What’s Inside a Router? Flashcards
Cómo se compone un router?
Se compone por los puertos de entrada, por los puertos de salida, por el swiching fabric y por el routing processor
En el router, qué son los puertos de entrada, el swiching faric, los puertos de salida y el routing processor
- Puertos de entrada (input ports): Un puerto de entrada realiza varias funciones clave. Lleva a cabo la función de la capa física consistente en terminar un enlace físico entrante en un router, también realiza las funciones de la capa de enlace necesarias para interoperar con la capa de enlace en el lado remoto del enlace de entrada, quizá lo más importante es que también se lleva a cabo una función de búsqueda en el puerto de entrada. Es aquí donde se consulta la tabla de forwarding, para determinar el puerto de salida del router al que se reenviará un paquete entrante a través del entramado de conmutación. Los paquetes de control son reenviados desde un puerto de entrada al procesador de enrutamiento.
- Switching fabric: Conecta los inputs con los outputs.
- Puertos de salida (output ports): Almacena los paquetes que recibe del switch
fabric y los transmite al enlace de salida implementando funciones de la capa de
enlace y de la capa física. - Routing processor: Ejecuta las funciones del plano de control. En routers
tradicionales, ejecuta protocolos de routing, mantiene tablas de routing e
información de estado de los enlaces. En routers SDN, es responsable de la
comunicación con el controlador remoto.
No escalaría que en la tabla de forwarding haya una fila por cada dirección, ya que las
direcciones so de 8 bits., cómo se soluciona este problema?
Se agrupan las direcciones por prefijo
Qué ocurre si una dirección matchea con varios prefijos?
Si una dirección matchea con más de un prefijo, el router usa la regla del prefijo más largo (longest prefix matching rule), o sea busca el prefijo más largo que matchee con
la dirección.
Cómo se puede dar el switching?
Por memoria, por bus y por red interconectada
Switching por memoria
Por memoria (switching via memory): los primeros routers eran computadoras tradicionales, con el switch bajo control directo de la CPU. Los puertos de input y output funcionaban como dispositivos de entrada y salida en un sistema operativo tradicional. El puerto de entrada, avisaba mediante una señal de interrupción la llegada de un paquete, luego el paquete se copiaba a la memoria del procesador. El procesador, entonces, extraía de los headers la dirección destino y a partir de la tabla de forwarding, copiaba el paquete al puerto de salida.
Switching por bus
Via bus: el puerto de entrada transfiere el paquete directamente al puerto de salida mediante un bus compartido, sin intervención del procesador de routing. Esto típicamente se hace pre-apendeando un label (o header) al paquete indicando el puerto de salida y transmitiendo el paquete al bus. Todos los puertos de salida reciben el paquete, pero solo se lo queda aquel que matchee con el label. Por el bus puede cruzar un paquete por vez, por ello la velocidad del router está limitada a la velocidad del bus.
Switching por via interconectada
Via red interconectada (interconnection network): una solución para la limitación del bandwidth que ofrece utilizar un único bus compartido, es un switch de tipo crossbar. Consiste en 2N buses que conectan N puertos de entrada con N puertos de salida. Cada bus vertical intersecta cada bus horizontal en un crosspoint que puede ser abierto o cerrado en cualquier momento por el controlador del switch fabric. Cuando llega un paquete al puerto A que tiene que ser transmitido al puerto Y, el controlador cierra la intersección A-Y y envía el paquete por ese bus. Notar que aca, el puerto A podria mandar al mismo tiempo un paquete al puerto X porque
son distintos buses. O sea, que se pueden enviar paquetes en paralelo. Además, es non-blocking, a menos que dos paquetes de distinta entrada quieran ir al mismo puerto de salida.
Scheduling de paquetes: First-In-First-Out (FIFO), Priority Queuing y Round Robin and Weighted Fair Queuing (WFQ)
- First-In-First-Out (FIFO): los paquetes que llegan a la cola del puerto de salida, esperan para ser transmitidos si el enlace está ocupado. Si el buffer no tiene más espacio para paquetes entrantes, la politica de “descarte” de la cola va a ser la encargada de decidir si debe descartarse el paquete nuevo u otro de los que ya estaban en la cola. El modelo FIFO va transmitiendo los paquetes en el orden en que llegan.
- Priority Queuing: los paquetes entrantes son clasificados en clases de prioridad a medida que llegan a la cola. Un operador de red podría configurar una cola para que los paquetes que llevan información del manejo de red tengan mayor prioridad, así como paquetes con mensajes de tipo real-time por sobre mensajes tipo email. Tipicamente, cada clase de prioridad tiene su propia cola. Cuando se elige el paquete a transmitir, se transmite el de la cola con mayor prioridad. Dentro de una misma prioridad, se usa FIFO.
- Round Robin and Weighted Fair Queuing (WFQ): los paquetes se dividen en colas de prioridad, pero se va alternando el servicio entre las colas. Así ningun paquete queda demasiado tiempo esperando en una cola. WFQ se diferencia de Round Robin en que cada clase puede recibir una cantidad de servicio distinta en algún intervalo de tiempo (o sea que tienen distinto peso).
